论文部分内容阅读
隨着我国基本建设的飞速发展，作为混凝土用的主要原材料——天然沙呈现出越来越匮乏的趋势，这不利于基本建设的可持续发展。结合山西运城地区近几年来的实际情况，由于基本建设的发展势头方兴未艾，造成合格的天然沙已是供不应求，为适应基本建设的需求，大力开发和应用机制砂已成为当务之急。近年来，我们在这方面做了大量的工作，并将机制砂成功地应用于商品混凝土中，取得了很好的效果。
试验用原材料和试验方法
1.试验用原材料
为验证机制砂的应用效果，我们选用C20、C30、C40三种混凝土强度等级。试验时所用胶凝材料统一采用山西海鑫水泥厂生产的P·O42.5级水泥、山西彤阳炉料有限公司生产的S105矿粉和山西河津电厂生产的Ⅱ级粉煤灰；所用外加剂统一采用山西铁力外加剂厂生产的TL—B泵送剂；所用粗骨料统一采用山西运城三路里采石场生产的5mm~25mm碎石。其所用的细骨料分别为山西夏县沙场生产的天然河沙、山西闻喜俊沣机制砂Ⅰ和山西闻喜俊沣机制砂Ⅱ进行配合比设计和试拌。试验所用原材料检验结果详见表1~表8.
2.对比试验方法
（1）同强度等级混凝土采用不同细骨料对比试验。
保持混凝土单方胶凝材料用量基本相同，试拌时采用控制加水量的方法，使同强度等级混凝土在采用不同细骨料时，保持混凝土拌合物坍落度基本相同，同时进行新拌混凝土拌合物的坍落度、泌水率测试、和易性观测，并按GB/T50081-2002标准成型边长为100mm的立方体试件两组（7天、28天），在成型室内静置一昼夜后脱模，再移入温度为20℃±2℃、相对湿度≥95%的标准养护室内养护至规定测试龄期进行抗压试验。
（2）同配合比机制砂石粉含量的对比试验。
选用石粉含量分别为3.0%、5.0%、8.0%和10.0%等不同的机制砂进行试拌，观测拌合混凝土的用水量及7天、28天抗压强度。
试验结果分析
1.机制砂的颗粒级配对混凝土性能的影响
实践经验证明：预拌混凝土所用细骨料应具备空隙率小，以节约水泥；比表面积小，以减少润湿集料表面的需水量；要含有适量粒径在0.315mm以下的细颗粒，以改善混凝土的保水性和增加混凝土的密实性以及黏聚性，有利于克服混凝土的泌水和离析；颗粒表面要求光滑且成椭圆型，以减少混凝土的内摩擦力，增加混凝土的流动性。因此，细骨料的颗粒级配对混凝土的工作性能有很大的影响，进而影响到混凝土的强度。良好的细骨料可用较少的水量制成流动性好、离析、泌水少得混凝土，可达到增强节约水泥的效果，
试验结果表面：机制砂含有一定量的石粉，其累计筛余基本满足Ⅰ区、Ⅱ区天然砂的要求，但0.315mm以下颗粒一般低于20%，因此机制砂自身空隙率一般较大；颗粒多呈三角形或方形，表面粗糙，棱角尖锐，且针片状多。因此使用天然水洗中沙拌制的混凝土用水量较少，和易性好，但有时含石量太高，需要用掺和料来弥补缺陷；而使用级配良好的机制砂用水量较高，但拌合物和易性良好，泌水较少。
2.机制砂中石粉含量对混凝土性能的影响
在配合比基本相同的情况下，随着石粉含量的增加，拌合物用水量有上升趋势，但混凝土强度并没有下降趋势，当石粉含量在一定范围内时，混凝土强度有随石粉含量增加而呈上升的趋势，但达到一定数量后即呈下降趋势。试验证明，当石粉含量为3%时，混凝土拌合物和易性较差，保水性差；随着石粉含量的增加，当增至8%时，混凝土拌合物和易性明显改善，泌水少，且易于振实。因此，机制砂在泵送混凝土生产中，适量的石粉对增加混凝土泵送性能十分有利，特别在低强度等级混凝土中，能有效提高混凝土的和易性及减少泌水量，且混凝土强度不会下降。适量的石粉能起到非活性填充料的作用，增加浆体的数量，减少水泥石的空隙率，使水泥石更密实，由此提高了混凝土的综合性能，同时由于的增加，改善混凝土的和易性，从而提高了混凝土的强度。
3.使用机制砂的经济效益分析
根据建筑市场对原材料单价的统计，机制天然沙价格要低4元～5元。由试配结果可以看出，在保持相同坍落度情况下，机制砂与天然沙的强度基本接近，随着混凝土强度等级的提高，其机制砂比使用天然沙时大。从综合成本来计算，1立方米可以下降2元～3元，一年按30万立方米来计算，60万元～90万元，按每个工人每年2万元工资计算，相当于30～45人的工资，利润相当可观。因理使用机制砂，完全能配制出性能良好的预拌混凝土，且混凝土成本不会上升，反而会下降。
通过以上分析和相关试验证明，我们认为：
1.机制砂完全能在预拌混凝土中使用，并且质量是十分有保证的。
2.机制砂有一个好的级配及石粉含量，完全能配制出优质高效的预拌混凝土，且易于泵送。
3.机制砂的使用不会造成混凝土成本的上升。
表1水泥检验结果
表2 矿粉检验结果
表3粉煤灰检验结果
表4 外加剂检验结果
表5 粗骨料检验结果
表6 天然沙检验结果
表7 机制砂Ⅰ检验结果
表8 机制砂Ⅱ检验结果
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
试验用原材料和试验方法
1.试验用原材料
为验证机制砂的应用效果，我们选用C20、C30、C40三种混凝土强度等级。试验时所用胶凝材料统一采用山西海鑫水泥厂生产的P·O42.5级水泥、山西彤阳炉料有限公司生产的S105矿粉和山西河津电厂生产的Ⅱ级粉煤灰；所用外加剂统一采用山西铁力外加剂厂生产的TL—B泵送剂；所用粗骨料统一采用山西运城三路里采石场生产的5mm~25mm碎石。其所用的细骨料分别为山西夏县沙场生产的天然河沙、山西闻喜俊沣机制砂Ⅰ和山西闻喜俊沣机制砂Ⅱ进行配合比设计和试拌。试验所用原材料检验结果详见表1~表8.
2.对比试验方法
（1）同强度等级混凝土采用不同细骨料对比试验。
保持混凝土单方胶凝材料用量基本相同，试拌时采用控制加水量的方法，使同强度等级混凝土在采用不同细骨料时，保持混凝土拌合物坍落度基本相同，同时进行新拌混凝土拌合物的坍落度、泌水率测试、和易性观测，并按GB/T50081-2002标准成型边长为100mm的立方体试件两组（7天、28天），在成型室内静置一昼夜后脱模，再移入温度为20℃±2℃、相对湿度≥95%的标准养护室内养护至规定测试龄期进行抗压试验。
（2）同配合比机制砂石粉含量的对比试验。
选用石粉含量分别为3.0%、5.0%、8.0%和10.0%等不同的机制砂进行试拌，观测拌合混凝土的用水量及7天、28天抗压强度。
试验结果分析
1.机制砂的颗粒级配对混凝土性能的影响
实践经验证明：预拌混凝土所用细骨料应具备空隙率小，以节约水泥；比表面积小，以减少润湿集料表面的需水量；要含有适量粒径在0.315mm以下的细颗粒，以改善混凝土的保水性和增加混凝土的密实性以及黏聚性，有利于克服混凝土的泌水和离析；颗粒表面要求光滑且成椭圆型，以减少混凝土的内摩擦力，增加混凝土的流动性。因此，细骨料的颗粒级配对混凝土的工作性能有很大的影响，进而影响到混凝土的强度。良好的细骨料可用较少的水量制成流动性好、离析、泌水少得混凝土，可达到增强节约水泥的效果，
试验结果表面：机制砂含有一定量的石粉，其累计筛余基本满足Ⅰ区、Ⅱ区天然砂的要求，但0.315mm以下颗粒一般低于20%，因此机制砂自身空隙率一般较大；颗粒多呈三角形或方形，表面粗糙，棱角尖锐，且针片状多。因此使用天然水洗中沙拌制的混凝土用水量较少，和易性好，但有时含石量太高，需要用掺和料来弥补缺陷；而使用级配良好的机制砂用水量较高，但拌合物和易性良好，泌水较少。
2.机制砂中石粉含量对混凝土性能的影响
在配合比基本相同的情况下，随着石粉含量的增加，拌合物用水量有上升趋势，但混凝土强度并没有下降趋势，当石粉含量在一定范围内时，混凝土强度有随石粉含量增加而呈上升的趋势，但达到一定数量后即呈下降趋势。试验证明，当石粉含量为3%时，混凝土拌合物和易性较差，保水性差；随着石粉含量的增加，当增至8%时，混凝土拌合物和易性明显改善，泌水少，且易于振实。因此，机制砂在泵送混凝土生产中，适量的石粉对增加混凝土泵送性能十分有利，特别在低强度等级混凝土中，能有效提高混凝土的和易性及减少泌水量，且混凝土强度不会下降。适量的石粉能起到非活性填充料的作用，增加浆体的数量，减少水泥石的空隙率，使水泥石更密实，由此提高了混凝土的综合性能，同时由于的增加，改善混凝土的和易性，从而提高了混凝土的强度。
3.使用机制砂的经济效益分析
根据建筑市场对原材料单价的统计，机制天然沙价格要低4元～5元。由试配结果可以看出，在保持相同坍落度情况下，机制砂与天然沙的强度基本接近，随着混凝土强度等级的提高，其机制砂比使用天然沙时大。从综合成本来计算，1立方米可以下降2元～3元，一年按30万立方米来计算，60万元～90万元，按每个工人每年2万元工资计算，相当于30～45人的工资，利润相当可观。因理使用机制砂，完全能配制出性能良好的预拌混凝土，且混凝土成本不会上升，反而会下降。
通过以上分析和相关试验证明，我们认为：
1.机制砂完全能在预拌混凝土中使用，并且质量是十分有保证的。
2.机制砂有一个好的级配及石粉含量，完全能配制出优质高效的预拌混凝土，且易于泵送。
3.机制砂的使用不会造成混凝土成本的上升。
表1水泥检验结果
表2 矿粉检验结果
表3粉煤灰检验结果
表4 外加剂检验结果
表5 粗骨料检验结果
表6 天然沙检验结果
表7 机制砂Ⅰ检验结果
表8 机制砂Ⅱ检验结果
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。